12 ottobre 2016

I sette volti dell’invecchiamento

Scrivendo questo articolo, l'altro giorno, mi sono reso conto di avere spesso bisogno di spiegare come le cause dell'invecchiamento siano state identificate, ormai da tempo. Dato che non mi sembra il caso di reinventare la ruota, ripubblico sul blog un estratto da Piu' che umani, di Vincenzo Russo, dal vecchio sito. Sospetto che linkero' a questo post piu' d'una volta in futuro...

I sette volti dell’invecchiamento

Ma quali sono questi processi e come possiamo pensare di rallentarli? Secondo il gerontologo Aubrey de Grey dell’Università di Cambridge, uno dei transumanisti più attivi nel campo del prolungamento della vita, il terreno su cui dobbiamo combattere la guerra contro l’invecchiamento è quello delle funzioni cellulari. Partendo dalla considerazione del fatto che gli effetti collaterali patogeni del naturale metabolismo umano non sono essenziali al metabolismo stesso e che quindi possono essere eliminati (sua è la quarta delle definizioni riportate sopra), de Grey ha dato vita al progetto SENS, “Strategies for Engineering a Negligible Senescence”30, con lo scopo di sviluppare le tecniche mediche adatte a contrastare l’invecchiamento. I mutamenti incriminati sono sette, e il loro numero è ormai stabile da circa vent’anni. Secondo de Grey, il semplice fatto che due decadi di ricerca non abbiano dato modo di aggiungere altri fenomeni, è una buona ragione per supporre che non ve ne siano. Vediamoli uno ad uno.

1) Impoverimento cellulare: Le cellule di molti tessuti di estrema importanza per la nostra sopravvivenza, presenti sia nel cuore che in determinate zone del cervello, col tempo muoiono e non vengono rimpiazzate, e questo impoverimento a lungo andare può causare gravi disfunzioni. La cura migliore consiste nel trovare un modo per stimolare la divisione cellulare, affinché delle cellule sempre nuove (e giovani) possano rimpiazzare quelle morte. Qui la soluzione sembra insita nel problema, perché nel nostro corpo esistono già le cellule staminali, una sorta di cellule “generiche” che hanno il potenziale di trasformarsi in ogni tipo di cellula presente in un organismo adulto. Se, tramite l’ingegneria genetica, riuscissimo a potenziare le cellule staminali in modo tale che siano sempre pronte a ristrutturare i tessuti deboli, potremmo arrestare del tutto l’impoverimento. Attualmente è già possibile creare artificialmente alcuni tessuti, partendo dalle cellule staminali di una persona, e poi trapiantarli; non sembra molto lontano il giorno in cui sarà relativamente facile sostituire ogni organo del nostro corpo anziano con un esemplare giovane coltivato artificialmente (che, avendo il nostro stesso DNA, non presenterebbe problemi di rigetto).

2) Mutazioni del Nucleo: Il secondo grande rischio dovuto all’invecchiamento cellulare è il graduale accumulo di mutazioni nei cromosomi. In ogni singola cellula del nostro corpo è presente un’enorme quantità di DNA che, a ogni divisione, subisce lievi cambiamenti; il susseguirsi nel tempo di questi “errori di copia” può dar vita a cellule cancerogene, le quali, se non vengono immediatamente distrutte dal sistema immunitario, si riproducono ad oltranza formando dei tumori. Ovviamente l’evoluzione naturale ci ha dotati di un sistema molto complesso ed efficace per ridurre al minimo il rischio di sviluppare tumori, cosa che ci lascia con un unico compito da svolgere, per quanto difficile: trovare una cura per il cancro. Secondo de Grey, le ricerche più promettenti in quest’ambito vengono dallo studio sui telomeri, le estremità dei cromosomi che presentano una sequenza lunga e ripetitiva. I telomeri servono per indurre alcune proteine a rivestire le propaggini dei nostri cromosomi, in modo tale che queste restino protette e non si uniscano l’una all’altra. Il problema è che a ogni divisione cellulare i telomeri si accorciano (cioè non vengono “copiati” fino in fondo nelle nuove cellule) e, dopo circa 50 divisioni (negli esseri umani), diventano praticamente inutili, lasciando le cellule più esposte al rischio di mutazioni. Ovviamente questo accorciamento non avviene nelle cellule riproduttive, che si duplicano in continuazione senza problemi (altrimenti i figli nascerebbero con cromosomi più corti rispetto a quelli dei loro genitori e dopo 50 generazioni l’umanità degenererebbe in un caos genetico). Questo è possibile per la presenza di un enzima, la telomerase, che ricostruisce le propaggini dei cromosomi man mano che la divisione cellulare le accorcia. Bene, quasi tutti i tumori attivano la telomerase e possono dividersi indefinitamente. Secondo de Grey, la cura più promettente per il cancro consiste nella eliminazione dei geni che codificano la telomerase in tutte le cellule del nostro corpo (Whole-body Interdiction of Lengthening of Telomeres o “WILT”), cosa che impedirebbe alle cellule tumorali di prosperare. Un intervento così drastico richiederebbe un completo ripopolamento delle nostre cellule staminali almeno ogni dieci anni, per permettere la sostituzione delle cellule del corpo che nel tempo si atrofizzano o muoiono, ma dal punto di vista teorico non sembra essere infattibile.

3) Mutazioni dei Mitocondri: I mitocondri sono delle macchine molecolari che permettono alla cellula di “respirare”, combinando l’ossigeno con le sostanze nutrienti per produrre energia. I mitocondri hanno la particolarità di avere un proprio DNA che codifica 13 proteine e che, trovandosi fuori dal nucleo, è molto più suscettibile alle mutazioni. Le cellule che tendono ad accumulare più mitocondri mutanti sono quelle che non si dividono, come le fibre muscolari e i neuroni, cosa che comporta seri problemi di carattere tecnico. Secondo de Grey, l’unica soluzione alle mutazioni mitocondriali potrà venire dallo sviluppo della terapia genica, ma c’è ancora molto lavoro da fare.

4) Cellule dannose (senescenti): Nel corso del tempo, alcune cellule tendono ad accumularsi nel corpo fino a risultare dannose per il metabolismo. I principali incriminati sono il grasso viscerale, che gradualmente provoca il diabete, le cellule senescenti che si accumulano nelle cartilagini e producono grandi quantità di proteine anche tossiche, e alcune cellule del sistema immunitario, le quali perdono funzionalità e rendono l’organismo più suscettibile alle malattie. Le ricerche in questi ambiti sono scarse anche se le soluzioni non sembrano molto difficili.

5) Legami reciproci extracellulari tra proteine: Nel nostro corpo esistono alcune proteine che non vengono mai, o quasi mai, sostituite nel corso della vita. Col tempo, queste proteine, che per lo più svolgono compiti passivi, possono reagire chimicamente con altre molecole che si trovano nello stesso spazio extracellulare e provocare danni ai tessuti. L’esempio tipico è quello delle pareti arteriose, che in tarda età si fanno sempre più rigide e tendono a far innalzare la pressione sanguigna. I legami reciproci tra proteine vicine invecchiano i tessuti extracellulari e non possono essere risolti una volta per tutte: sono di vario tipo e, seppur lentamente, si riformano nel corso del tempo. L’unica soluzione è quella di individuarli tutti e sintetizzare farmaci capaci di contrastarne la formazione.

6) Rifiuti extracellulari: Tra le cellule possono formarsi degli agglomerati di materia del tutto inutile e resistente che possono danneggiare i tessuti. Un esempio è l’amiloide che si accumula in placche nel cervello di chi è affetto dal morbo di Alzheimer. Le strategie per eliminare questi accumuli sono sostanzialmente due: potenziare il sistema immunitario affinché li riconosca e distrugga, oppure sviluppare molecole ad hoc capaci di dissolvere le placche.

7) Rifiuti intracellulari: Molto raramente può accadere che le macchine molecolari presenti nelle cellule subiscano tali e tante modificazioni chimiche da diventare non solo inutili ma anche indistruttibili con i mezzi della cellula stessa. Questi agglomerati sono particolarmente dannosi nelle cellule che non si dividono regolarmente e possono creare disfunzioni molto gravi, tra cui ad esempio l’arteriosclerosi (la formazione di placche di globuli bianchi malfunzionanti sulla superficie interna delle arterie che, staccandosi in blocco, possono causare infarti e ictus), la degenerazione neurale (una delle cause della demenza senile) e la degenerazione maculare (che annebbia la vista). Secondo de Grey, la soluzione migliore a questo problema consiste nell’istruire le cellule stesse a distruggere gli agglomerati, con degli enzimi artificiali estratti dai batteri e dai funghi che proliferano nei corpi in decomposizione, i quali sono evidentemente capaci di scomporre questo genere di agglomerati.

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